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高速TDI CCD亚像元动态成像系统分析

光学技术 2004年第1期30卷 74-77页

作者：陈晓丽冯勇龙夫年哈尔滨工业大学电气工程系哈尔滨150001

亚像元动态成像技术是目前实现相机小型化及提高相机空间分辨率的有效方法。将亚像元动态成像技术引入高速TDICCD相机中,通过特殊设计的光学拼接方法,使相机在不影响扫描速度及不改变TDICCD器件尺寸和相机焦距的情况下,可大大提高空间... 详细信息

亚像元动态成像技术是目前实现相机小型化及提高相机空间分辨率的有效方法。将亚像元动态成像技术引入高速TDICCD相机中,通过特殊设计的光学拼接方法,使相机在不影响扫描速度及不改变TDICCD器件尺寸和相机焦距的情况下,可大大提高空间分辨率。为评价该TDICCD亚像元动态成像系统的成像质量,对成像系统的调制传递函数(MTF)进行了分析,分析结果表明该TDICCD亚像元动态成像技术可以将系统的空间分辨率提高1.6倍以上。

关键词：亚像元 MTF 时间延迟积分 TDI 动态成像相机分辨率 CCD

一种基于频谱约束的多频动态电阻抗断层成像算法

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生物医学工程学杂志 2020年第1期37卷 80-86页

作者：曹璐杨滨李昊庭刘学超刘本源徐灿华刘锐岗付峰空军军医大学军事生物医学工程学系

本文旨在提出一种基于频谱约束的多频动态电阻抗断层成像(EIT)算法。在已知成像域内各组分电导率频谱的情况下,通过重构独立于频率的参数——体积分数变化,同时利用多个激励频率下的测量电压差重构一帧时差图像,从而大大增加测量数据量... 详细信息

本文旨在提出一种基于频谱约束的多频动态电阻抗断层成像(EIT)算法。在已知成像域内各组分电导率频谱的情况下,通过重构独立于频率的参数——体积分数变化,同时利用多个激励频率下的测量电压差重构一帧时差图像,从而大大增加测量数据量以改善逆问题的病态性。数值仿真实验显示,该算法较传统阻尼最小二乘算法具有更小的图像伪影,且在低信噪比情形下具有更小的位置误差和形变误差。本研究有望为动态EIT提供一种有效利用多频信息的方法,并为在已知各组分电导率频谱情况下的动态EIT发展提供一个新思路。

关键词：电阻抗断层成像动态成像多频成像图像重建算法阻抗频谱

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三种电阻抗断层动态成像算法的仿真比较研究

中国医疗器械杂志 2012年第1期36卷 4-7页

作者：帅万钧董秀珍吕晓宁晁勇解放军总医院第一附属医院医学工程科北京100048 第四军医大学生物医学工程系西安710032 海军总医院全军航海航空医学专科中心北京100048

三种电阻抗断层动态成像算法进行了比较研究。基于有限元仿真模型,对三种算法的图像分辨率、抗噪性能和运算速度分别进行了对比,结果表明,反投影算法具有良好的抗噪性能,牛顿一步重建法的图像分辨率最佳,灵敏度矩阵重建算法整体性能适中。

关键词：电阻抗断层成像动态成像算法仿真

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基于DSP的激光防撞雷达动态成像校正系统

激光杂志 2004年第3期25卷 43-45页

作者：孙兵王蔚然苏州大学电子信息学院北校区215006 电子科技大学电工学院 610064

介绍了激光防撞雷达动态成像校正的方法及TI公司高速DSP芯片TMS3 2 0C62 0 1的特性 ,并在该芯片EVM板的基础上设计了激光防撞雷达动态成像校正系统。

关键词： DSP 激光防撞雷达动态成像实时校正 TMS32006201

TDI CCD相机动态成像对几何质量的影响研究

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测绘科学 2012年第3期37卷 14-17页

作者：岳庆兴邱振戈贾永红武汉大学遥感信息工程学院武汉430079 国家测绘局卫星测绘应用中心北京100039

本文通过影像模拟的方法分析动态积分成像对空间TDI CCD相机成像几何质量的影响。首先对卫星固有推扫速度、像移速度与电荷转移速度失配、卫星三轴姿态运动及偏流角误差等4种动态成像因素进行了介绍,建立了4种因素的数学模型;在此基础... 详细信息

本文通过影像模拟的方法分析动态积分成像对空间TDI CCD相机成像几何质量的影响。首先对卫星固有推扫速度、像移速度与电荷转移速度失配、卫星三轴姿态运动及偏流角误差等4种动态成像因素进行了介绍,建立了4种因素的数学模型;在此基础上提出了空间TDI CCD相机成像模拟方法;最后提出统计单级静态影像和多级动态合成影像配准误差的分布特点评价与4种因素有关的内部几何质量,统计低阶多项式拟合的姿态曲线与实际姿态曲线条件下地面点像方误差的分布特点评价外部几何质量。

关键词： TDI CCD 动态成像模拟几何精度

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SZ-7伴随卫星动态成像试验设计

载人航天 2011年第5期17卷 19-24,52页

作者：陈宏宇朱振才王江秋余勇吴会英上海微小卫星工程中心

针对SZ-7伴随卫星任务,设计了一套动态光学成像环境模拟系统,用于模拟和评估开展近距离空间观测任务的卫星相机的观测效果。提出利用运动分解的原理设计运动系统,仿真成像距离和方位变化、卫星姿态运动以及不同光照条件对成像效果的影响... 详细信息

针对SZ-7伴随卫星任务,设计了一套动态光学成像环境模拟系统,用于模拟和评估开展近距离空间观测任务的卫星相机的观测效果。提出利用运动分解的原理设计运动系统,仿真成像距离和方位变化、卫星姿态运动以及不同光照条件对成像效果的影响,同时给出了主要设备的技术指标和运动控制关系,试验结果和在轨飞行试验效果证明了该系统的有效性。

关键词：动态成像空间观测全物理仿真伴随卫星神舟七号任务

基于光学传输矩阵实现透过散射介质的动态目标成像

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中国激光 2018年第12期45卷 191-196页

作者：孙雪莹王剑南李伟刘杰涛王纲计婷邵晓鹏西安电子科技大学物理与光电工程学院陕西西安710071

提出了一种实现动态目标散射成像的方法。通过四步相移干涉法测量得到光学传输矩阵,数值仿真了相位共轭、Tikhnov正则化和全变分最小化三种重建算法对透过散射介质的不同动态目标的跟踪与重建,并搭建实验装置,验证了此方法的可行性,分... 详细信息

提出了一种实现动态目标散射成像的方法。通过四步相移干涉法测量得到光学传输矩阵,数值仿真了相位共轭、Tikhnov正则化和全变分最小化三种重建算法对透过散射介质的不同动态目标的跟踪与重建,并搭建实验装置,验证了此方法的可行性,分析比较了三种算法的重建能力。结果表明,全变分最小化算法的重建效果最好。该方法为生物医学领域中透过散射介质对动态目标成像提供了新思路。

关键词：散射光学传输矩阵动态成像重建算法

基于多通道DCS的深层组织血流指数动态拓扑成像方法

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基于多通道DCS的深层组织血流指数动态拓扑成像方法

作者：谢锦斌天津大学

学位级别：硕士

血流是表征组织健康和功能的临床指标之一。因此,区域内血流图像对于诊断和监测与组织血流异常相关的疾病具有重要的意义。近几年,近红外扩散相关光谱技术(Diffusion Correlation Spectroscopy,DCS)凭借无创性,对血流变化的高敏感性,高... 详细信息

血流是表征组织健康和功能的临床指标之一。因此,区域内血流图像对于诊断和监测与组织血流异常相关的疾病具有重要的意义。近几年,近红外扩散相关光谱技术(Diffusion Correlation Spectroscopy,DCS)凭借无创性,对血流变化的高敏感性,高穿透深度,实时成像潜力,以及床边监测适用性等优势在血流检测中受到了越来越多的关注。典型DCS系统由长相干近红外激光器、多模光纤、单模光纤、光电探测器和光子相关器组成。通过将测量的相关函数曲线拟合到在半无限平面几何光学均匀组织模型下相关扩散方程(correlation Diffusion Equation,c-DE)的解来重建血流指数(Blood Flow Index,BFI)。到目前为止,DCS尽管在方法和技术上已取得了很大的进步,但提高采集速度以实现实时的快速成像是一个仍需解决的问题。针对快速DCS测量中存在问题,本文提出了一种用于深部组织中BFI动态拓扑成像的多通道DCS系统和一种快速血流指数提取方法。该系统采用了依据扩散光光子相关噪声模型设计的硬件相关器,利用相对有限的硬件资源来高速获取完整的全时间强度自相关曲线。同时本文在传统基于典型值的拟合方法的基础上,创新性提出了基于先验曲线的血流指数快速提取算法,该算法运算简洁且结果准确,更适用于实时成像系统。在结合了多通道multi-硬件相关器的高并发性、单光子光电探测器(single photon avalanche photodiode,SPAD)的近红外灵敏度优势以及基于先验曲线的血流指数快速提取算法后,系统最终实现高速的深层组织血液流速动态成像。为了确保多通道DCS深层组织BFI动态拓扑成像系统获得数据的可靠性,验证系统的成像能力,进行了一系列性能评估、仿体实验和在体实验。性能评估实验评价了系统的稳定性和动态范围,实验结果表明,系统光源变异系数几乎均小于1%,不会对光子计数的准确性产生影响。动态范围实验显示,系统的动态范围高达74dB,确保了对不同组织成像的能力。仿体验证实验结果表明系统测量速度高达1s/帧,能够分辨低至0.32ml/min的速度差异,成像深度高达11mm,并且能够动态的监测仿体流速的变化。在体实验中系统捕捉到了袖带加压和放松过程中血流速度的变化,显示了对人体进行动态成像的能力。

关键词：扩散相关光谱血流指数动态成像硬件相关器

基于光强传输方程的双相机动态相位成像系统视场矫正

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基于光强传输方程的双相机动态相位成像系统视场矫正

作者：张璐深圳大学

学位级别：硕士

光强传输方程（Transport of Intensity Equation,TIE）作为一种非干涉、无标记的定量相位成像技术,可应用于自适应光学、微光学元件检测、纳米材料研究、生物医学等领域。TIE恢复相位通过光强沿轴向的微分求取相位,通常需要沿光轴方向... 详细信息

光强传输方程（Transport of Intensity Equation,TIE）作为一种非干涉、无标记的定量相位成像技术,可应用于自适应光学、微光学元件检测、纳米材料研究、生物医学等领域。TIE恢复相位通过光强沿轴向的微分求取相位,通常需要沿光轴方向采集正负离焦光强图像并求取差分作为微分的近似。由于沿轴向采集两幅图像影响了采集速度,为实现动态TIE成像,通过分光利用双相机分别采集两幅正负离焦图,可在不损失空间分辨的情况下提升时间效率。但由于相机安装、系统匹配等误差,两个相机的采集视场不能完全匹配,造成离焦图的差分计算错误,导致TIE恢复相位不准确。本论文针对TIE动态相位成像系统的视场矫正开展研究,主要工作内容包括两个部分:1、对TIE相位成像原理和成像性能进行分析。介绍了TIE相位成像基本原理,结合实验分析了边界条件、离焦距离等参数对相位成像结果的影响,矫正了由于边界问题造成的相位结果的整体倾斜,探讨了不同离焦距离对TIE恢复相位的影响从而选择最优离焦距离。2、针对双相机动态相位成像系统中视场不匹配的问题,提出了基于棋盘格标定和基于微透镜阵列标定的两种视场矫正方法,矫正后两个视场的匹配精度可以达到亚像素级别,用标准件微透镜阵列验证了所提方法的可行性。利用矫正视场后的TIE双相机动态相位成像系统实现雨生红球藻细胞的动态定量相位成像,结果表明该系统在生物显微成像领域具有一定的应用前景。

关键词：相位恢复光强传输方程视场矫正动态成像雨生红球藻细胞